專家解析中國污水處理概念廠工藝路線該如何選擇

當(dāng)今世界，隨著環(huán)境污染、氣候變化、能源危機以及資源枯竭等人類面臨的多重重大問題日益突顯，缺水要求我們污水處理行業(yè)必須滿足水資源可持續(xù)循環(huán)利用的需要。污水處理概念廠應(yīng)運而生，那么，要達到這一要求及標(biāo)準(zhǔn)，概念廠工藝路線該如何選擇呢？
　　
　　

專家解析中國污水處理概念廠工藝路線該如何選擇
　　
　　今天我們宜興的概念廠已經(jīng)啟動，北京目前也在建廠，上半年我們和北京分管水方面的副市長做了一次系統(tǒng)的匯報，市長也確定下來要建，北京水務(wù)局局長也有一個明確的說法。目前廠址已經(jīng)選定，技術(shù)路線正在論證，形成了系統(tǒng)的技術(shù)方案。
　　
　　以下結(jié)合概念廠具體工作當(dāng)中的一些體會，尤其是技術(shù)路線選擇方面，跟大家分享一下。
　　
　　，我們覺得工藝路線應(yīng)該瞄準(zhǔn)未來社會對污水處理行業(yè)的要求；第二，工藝路線應(yīng)該體現(xiàn)出未來污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢；第三，工藝路線不必追求盡善盡美或陷于極端概念。我們說概念廠是面向2030、2040年的，面向二十年以后的，這就得先研究二十年以后的社會是什么情況，二十年以后的社會對污水處理的要求是什么。我們做了一系列研究后得出未來的社會必須面對許多挑戰(zhàn)：個，與我們相關(guān)的挑戰(zhàn)是缺水；第二，能源短缺；第三是資源匱乏；第四是鄰避。這些問題我們必須面對。
　　
　　工藝路線應(yīng)瞄準(zhǔn)未來社會對污水處理的要求
　　
　　未來社會缺水
　　
　　缺水要求我們污水處理行業(yè)必須滿足水資源可持續(xù)循環(huán)利用的需要。水的總量可能并沒有減少，但用的越來越多。另外，氣侯變化越來越明顯，導(dǎo)端天氣事件越來越多，可利用的水越來越少。缺水要求我們污水處理行業(yè)必須為實現(xiàn)水資源的可持續(xù)循環(huán)利用提供一個基礎(chǔ)。
　　
　　社會越來越缺能源
　　
　　這就要求污水處理首先得自己的能耗越來越低，其次，還要利用污水中的能源和能量進行開發(fā)利用。我國是能耗大國，能耗非常大，在國家的能源戰(zhàn)略中，給污水處理行業(yè)留了多少能源呢？沒有太多的規(guī)劃。發(fā)達國家數(shù)據(jù)表明，污水處理行業(yè)雖然小，但卻占了全社會總電耗的1%左右，美國是1%，日本是0.9%，德國也接近1%。因此，對于一個成熟發(fā)達的社會，我們可以說污水處理行業(yè)要占全社會總耗電量的1%，這是一個不變的概念。這就要求未來的污水處理行業(yè)盡量提高產(chǎn)耗比，盡量實現(xiàn)產(chǎn)耗的平衡。
　　
　　資源匱乏
　　
　　這個要說起來概念比較多，我們有機資源越來越匱乏，無機資源也越來越匱乏，典型的就是磷，我們看到全世界57%的無機磷竟然貯存在摩洛哥這樣一個很小的國家，我們中國很缺，日本非常缺，歐洲也非常缺，北美可能不太缺，各地的情況不完全一樣。我們的土壤板結(jié)問題越來越嚴重，需要增加有機質(zhì)，磷也越來越少。國際上的統(tǒng)計，污水處理磷循環(huán)通量，占了全社會總磷循環(huán)通量的34%，所以說磷必須地循環(huán)起來。
　　
　　鄰避
　　
　　這個現(xiàn)象我們自己的體會比較深，未來社會一定要求污水處理廠不要起負的作用，必須融入到周圍的社會環(huán)境，利用自己在水、能、景觀方面的優(yōu)勢，發(fā)揮正能量。
　　
　　追求
　　
　　綜合起來我總結(jié)，未來污水處理要有四個追求：追求水質(zhì)的可持續(xù)性，追求能源的大回收、資源的循環(huán)利用、環(huán)境和諧友好。
　　
　　工藝路線應(yīng)該體現(xiàn)出污水處理技術(shù)未來的發(fā)展趨勢
　　
　　出水水質(zhì)的可持續(xù)性分析
　　
　　，水質(zhì)應(yīng)該滿足水生態(tài)健康的要求、公眾健康的要求。第二，應(yīng)恢復(fù)水資源基本功能，滿足使用要求，實現(xiàn)水資源可持續(xù)的循環(huán)利用。第三，工業(yè)污染物要自己處理掉，不得排入生活系統(tǒng)，而生活中產(chǎn)生的污染物必須由未來的市政污水處理廠處理掉。
　　
　　膜過濾技術(shù)的應(yīng)用
　　
　　對于膜過濾技術(shù)的應(yīng)用，我個人認為未來的概念廠的工藝選擇，離不開膜分離技術(shù)，因為這個技術(shù)可以使水變得清澈，感官指標(biāo)改善的程度比較高。感官指標(biāo)一改善，水的可循環(huán)利用的程度就高了。不只是人需要看著水越清澈越好，即便是水當(dāng)中的魚類，也需要一個清澈的水質(zhì)，無論從人體健康的需要，到水生態(tài)的需要，都需要有一個清澈的水質(zhì)，所以我們說膜過濾技術(shù)是概念廠不可回避的。
　　
　　氧化技術(shù)的應(yīng)用
　　
　　以臭氧為主的氧化的技術(shù)，剛才我們說了，我們生活當(dāng)中PPCP，包括EDC、藥物和化妝品等一系列新興污染物，不能讓它們進入水的循環(huán)中，需要用氧化技術(shù)將其摧毀。
　　
　　節(jié)能降耗技術(shù)裝備
　　
　　現(xiàn)在，大量的節(jié)能降耗技術(shù)裝備的應(yīng)用力度不夠。曝氣控制、佳回流比控制等技術(shù)方面，與西方的差距還是比較大的。
　　
　　低能耗新工藝
　　
　　我們關(guān)注的低能耗新工藝，即可持續(xù)性新工藝，門類比較多，體系較大，現(xiàn)在熱議的主要是主流厭氧氨氧化技術(shù)，屬于工藝原始創(chuàng)新?？傮w的技術(shù)狀態(tài)，側(cè)流厭氧氨氧化技術(shù)已經(jīng)成熟，國際上已經(jīng)進入到了設(shè)計及運行優(yōu)化階段，說明這個技術(shù)基本已經(jīng)成熟。主流厭氧氨氧化技術(shù)還在實驗室內(nèi)，沒走向生產(chǎn)實踐。學(xué)術(shù)界的大部分意見認為，主流厭氧氨氧化沒有問題了，克服了低濃度和低溫，但是一進入中試就有問題，還沒有一個穩(wěn)定成功的中試的案例。目前這個技術(shù)什么時候突破，觀點不一樣。我個人認為，一個技術(shù)，當(dāng)實驗室的開發(fā)證明這種現(xiàn)象是客觀存在的，實驗室階段的研究就已經(jīng)基本完成了，再接下來的開發(fā)一定要有工業(yè)界的參與。一個技術(shù)如果只停留在實驗室階段，就很難突破。遺憾的是，國內(nèi)只有幾個高校學(xué)術(shù)團隊在做，還沒有企業(yè)參與其中。
　　
　　污水化能開發(fā)技術(shù)
　　
　　污水的能源化，污水化能的開發(fā)技術(shù)，我們有非常多的技術(shù)，相信在座同行都比較清楚。
　　
　　污水水源熱泵技術(shù)
　　
　　污水水源熱泵，可開發(fā)污水中蘊含的熱能，消耗1Kwh電，可輸出45Kwh～5Kwh的熱量，這些熱量可用于加熱污泥水解酸化、污泥厭氧消化、側(cè)流厭氧氨氧化、建筑供熱與制冷。
　　
　　碳資源循環(huán)技術(shù)
　　
　　碳資源的循環(huán)技術(shù)，人類已經(jīng)實現(xiàn)上百年了，但是實現(xiàn)的力度不高，效率不高，比如有機物往有機質(zhì)發(fā)展，我們土地需要什么，不是簡單的有機質(zhì)，是腐殖質(zhì)，我們必須還有一個環(huán)節(jié)銜接起來?？偠灾?，把有機碳的資源，更合理的和土地循環(huán)起來，需要做的工作很多。
　　
　　磷資源循環(huán)技術(shù)
　　
　　35.9%的磷以鳥糞石（MAP）成為磷肥，39.8%的磷隨腐殖質(zhì)進入土地。
　　
　　以水、能、肥為核心的城市生態(tài)綜合體構(gòu)建技術(shù)
　　
　　我們要說一個特殊的技術(shù)，以水、能量、肥為核心的城市生態(tài)綜合體的構(gòu)建技術(shù)。要降低噪聲，要除臭，要把這些技術(shù)進行有效集成，形成以水、能、肥為核心的城市生態(tài)綜合體系。
　　
　　工藝路線不必追求盡善盡美或陷于極端概念
　　
　　實踐中，工藝路線不必追求盡善盡美或陷于極端概念，我們既然做面向二十年以后的工作，不一定現(xiàn)在每一步都嚴格按照三十年以后做。我們應(yīng)該怎么做呢？在北京概念廠的技術(shù)路線選擇中我們提出立足現(xiàn)在，面向未來，實現(xiàn)不同階段工藝的無縫切換。我們開始做的每一步對未來提出社會的需求變化和未來技術(shù)的發(fā)展都要留下足夠的空間，現(xiàn)在全國一些污水處理廠周圍的占地小，被居民包圍，我們?nèi)狈﹂L遠的規(guī)劃。再一個，概念廠經(jīng)過一年多的努力，我個人認為社會效應(yīng)已經(jīng)比較大了。一個明顯的體會：大概七、八年前，國家提出來污水處理廠可研編制必須要有節(jié)能降耗篇，很多報告的節(jié)能降耗篇是虛的，近這一兩年發(fā)現(xiàn)很多比較有規(guī)模的污水處理廠可研報告的節(jié)能降耗是實的，是在想方設(shè)法降低能耗。因此，不管概念廠未來面臨什么樣的困難，我們的理念已經(jīng)得到了一定的傳播。
　　
　　作者：王洪臣